JPS60120158A - 吸収式冷凍システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く発明の利用分野〉 この発明は、太陽熱や各秤熱機器の排熱を利用して氷点
下の冷凍温度を得るようにした吸収式冷凍システムに関
する発明であり、特に、高温側の水等を冷媒と覆る二重
効用吸収式冷凍機と、低温側のフロンなどを冷媒とする
吸収式冷凍機とを結合した吸収式冷凍システムに係る発
明である。

〈発明の背顕〉 周知の如く、効率的運転が可能である等の利点等／）冒
ら吸収式冷凍機を用いた冷凍システムが種々あるが、核
種冷凍システムの稼動エネルギーとして太陽熱や各種機
器の排熱等の系外熱を有効裡に利用づ゛るシステムが開
発されるようになり、特に、大間の冷熱利用の冷凍庫の
冷凍システムにその開発利用が図られＪ、うどしている
。

而して、従来開発されてきた、例えば、太陽熱利用冷凍
倉庫用冷凍システムを第１図によって説明するど、冷凍
倉庫１内には空気冷却器２ど送風機３とが所定部位に設
置されて自庫内空気を冷却１−るようにされており、該
空気冷却器２には冷凍倉庫１に併設され水を冷媒とする
吸収式冷凍機か、或は、フロン、又は、アンモニアを冷
媒とする吸収式冷凍機を用いる冷凍機４から熱媒ライン
５．６を介して冷熱媒が循１冒供給されるようにされて
いる。

而して、該冷凍機４に於ては高温蓄熱槽　７からポンプ
８にＪ：り熱媒ライン９．１０を介し熱が供給されると
共にポンプ１１にＪ：り冷ＩＪ１水ライン１２．１３を
介し冷ム（ｌ　ｊ＠　１４から放熱して冷凍エネルギー
を発生するＪ、うにされ、一方、系外エネルギー源とし
ての太陽熱は高温集熱器１５−Ｃ集熱され、ポンプ１６
により熱媒ライン１７．１８を介し１−記高温蓄熱槽７
に貯えられるようにされている。

ざりイＴから、−上述従来記）ホに基づく太陽熱利用冷
凍庫のシステムではその稼動が理論的には確立されてｂ
実効」−は次のような問題があった。

即ち、前述の如く水を冷媒とする吸収式冷凍機を使用−
リ−る説ｉ口ぶ様の場合、氷点下の冷凍温度が得られな
いという冷凍−にの基本的欠点があり、又、フロン、又
は、アンモニアを冷媒とづる吸収式冷凍機４を使用づる
設計態様の場合においては冷媒の蒸発圧力と凝縮圧力と
の差圧が大きくなり、そのため、冷凍リーイクルの効率
が悪化Ｊる焦点があり、史に、溶液ポンプの昇圧仕事が
大きくなる不具合がある、１ 加えて、フロンは水に比し蒸発潜熱が小さいために同じ
冷凍１ｆ）ｉ力を得るのに冷媒循ＩＭ　ｈｌを多く必要
とし、それにｊ、り溶液ポンプ動力が大ぎくなり、運転
］ス１へが高くなる不利点がある。

〈発明の［目的〉 この発明の目的は上）ホ従来技術に基づく太陽熱等の系
外熱利用吸収式冷凍システムの問題点を解決すべき技％
ｌｊ的課題とし、太陽熱、又は、各種熱ｍ器り日らのＩ
ＪＩ熱等の系外熱を用いて駆動しながらも、氷点下の冷
媒温度を術ることが出来るにうにしてエネルギー産業に
おける冷熱利用分野に益する優れたダＪ＊の高い吸収式
冷凍システムを提供せんとづ−るちのである。

〈発明の概要〉 この発明の概要は前）ホ従来技術に基づく吸収式冷凍シ
ステムの問題点を解決するために、太陽熱や各秒熱機器
からの排熱等の系外熱を駆動エネルギーとし、高温側冷
凍機を水を冷媒とＪる二重効用吸収式冷凍機どし、又、
同じく上記太陽熱、又は、排熱等の系外熱で駆動する低
温側冷凍機をフロン、又は、アンモニアを冷媒どする吸
収式冷凍機とし、該低温側冷凍機の凝縮器を高温側二重
効用吸収式冷凍機の魚介器内に設置占し、凝縮圧力と蒸
発圧力の差を小ざくし、低温側吸収式冷凍Ｉ１Ｍの蒸発
圧力を低くして効率にり氷点下の冷凍温度を冑るＪ、う
にした技術的手段を謁したものである。

〈発明の実施例〉 次にこの発明の実施例を第２．３図に基づいて説明Ｊれ
（５１以下の通りである。尚、第１図と同一態様部分に
ついては同−ｆ；Ｔ　弓を用いて説明覆るものとづる、
。

第２図に示Ｊ実施例において、冷凍系については冷凍倉
庫１内に従来態様同様空気冷却器２と送ＩＪＩ機３とが
所定部位に４１ｔ１設されており、冷凍倉庫１内の空気
を冷）Ｊ］　’Ｊ’　？；ｒ　Ｊ、うにされている。

一方、集熱系についてはエネルギー源として系外熱に太
陽熱が高温集熱器１５、及び、中濡東熱器１５′で集熱
され、それぞれ、ポンプ１６．１６′　ににり熱媒ライ
ン１７．１７’　、１８．１８′　を介し高温蓄熱槽７
、及び中温蓄熱槽７′に貯熱されるＪ、うにされている
。

而して、高湿側の二重効用吸収式冷凍機４は冷媒に水、
吸収剤に溶液としての臭化リチウム水溶液を使用し、高
温再生器１９、溶液熱交換器２０、低温再生器２１、凝
縮器２２、蒸発器２３、吸収器２４の内外アセンブリー
より成り、該高温再生器１９内には加熱器２５が設けら
れ、該加熱器２５で溶液は加熱されて冷媒蒸気を発生ず
るにうにされ、該加熱器２５には高温蓄熱槽７からポン
プ８により、熱媒ライン９．１０を介して熱媒が循環供
給されるようにされている。

而して、該高温再生器１９で発生した水の冷媒蒸気は、
冷媒ライン２６でト記低温再生器２１に導入され、該低
温再生器２１で溶液を７Ｉｎ熱して冷媒蒸気を発生させ
、自身は熱交換にＪ：り液化し、冷媒ライン２７を介し
上記凝縮器２２に流入覆る。

低温発生器２１で発生した冷媒蒸気は凝縮器２２におい
て冷却水により凝縮液化され、その下部に設けられた冷
媒受２８に流下する。

一方、冷却水は冷ムｌ］ｊｊｉ＋４からポンプ１１にｊ
、り冷却水ライン１２．１３を介し吸収器２４、凝縮器
２２を循Ｉ葉ｌノている。

而して、該冷媒受２８捕東液冷媒（３Ｂ冷媒ライン２９
を介し冷媒ポンプ３０に吸引され−（圧送され、冷媒ｎ
ｋ　イ５器３１ｈｔｔら蒸発器２３に散布されて蒸発し
、その１＜を媒蒸気は、吸１１ゾ器２４にて溶液散布器
３２から敗イ１Ｔされる溶液に吸収され、その過程での
吸収熱は冷７Ｊｌ水ライン１２．１３の冷却水に故山さ
れる。

又、魚ｐ　１ｌｌｌ　２３にＪ、つ”（蒸発され社］４
Ｔかった液冷媒は、冷媒受；３３からｉｌｌび冷媒ポン
プ３０に吸引され冷！Ａ！敗イｌｉ器３１にて散布され
る。

他方、吸！１ゾを終った溶液受３４の溶液は、溶液ポン
プ３５にＪ−り溶液ライン３６により溶液熱交換器２０
に入って加熱され、溶液ライン３７．３８に分流して、
それぞれ、低温再生器２１、高温再生器１９に流入１−
る。

又、高温再生器１９、及び、低温再生器２１で冷媒を故
山した溶液は、イれぞれ溶液ライン３９．４０を介して
溶液熱交換器２０に流入し、ここで低温再生器２１、高
温再生器１９に向って流れる溶液を加熱し、且つ、合流
して溶液ライン４１から溶液散布器３２に流入づるＪ、
うにされ−（いる。

一方、低湿側の吸収式冷凍機は、冷媒にＲ２２、吸収剤
としてテトラエチレングリコール・ジメチルニーデルを
使用し、その機構は再生器４２、溶液熱交換器４３、ｔ
ｔｉｊ記蒸発器２３内に凝縮器を段（〕、すｙに、吸収
器４４、空気冷２；ｎ器２のアセンブリーより成るよう
にされ、該再生器４２内には加熱器４５か設りられてお
り、該加熱器４５内で溶液は加熱されて冷媒蒸気を発生
し、該加熱器４５には前記中ン晶蓄熱槽７′からポンプ
４６にＪ：り熱媒ライン４７．４８を介して太陽熱の熱
が供給されるＪ、うにされている。

而して、該再生器４２で発生した冷媒蒸気は、冷媒ライ
ン４つを介して上記蒸発器２３内の凝縮器に送給され、
凝縮液化するが、このときの凝縮熱は、前記高温側二重
効用吸収式冷凍機４内で冷媒の水の蒸発熱に使われる。

そして、該凝縮器内での液冷媒は冷媒ライン５から減圧
器５０を通り減圧され、前記空気冷却器２に流入して膨
張蒸発でるようにされる。

この過程での蒸発熱は送風機３によって循環する倉庫１
内の空気により奪われ、倉庫１内が冷ム（１される。

この場合、上記冷？！Ｒ２２の蒸発にＪ、り氷点下の低
温が実現出来、６１７１ｉ１内も氷点Ｆに降渇し、冷凍
、冷蔵が出来る。

又、空気冷却器２内で蒸発し、冷媒ライン６から導出す
る冷媒蒸気と溶液熱交換器４３から溶液ラインり１を介
しての減圧器５２にＪ：って減圧された溶液と合流し、
気液混合流ライン５３から吸収器４４に流入して溶液に
吸収され、このとぎの吸収熱は冷）、１１水循環ライン
５４、ｊ）５に／＋Ｑ出されるようにされている。

冷媒蒸気を吸収した溶液は、ｍ液ライン５６を介し溶液
ポンプ５１により溶液熱交換器４３に流入して加熱δれ
、溶液ライン５８を介し上記再生器４２に流入する。

一方、該再生ｉ！９４２内で冷媒を放出した溶液は、溶
液ライン５９から溶液熱交換器４３に流入して冷却され
、上記溶液ライン５１がら上記減圧器５２に向かう。

かかる冷凍システムによれば、高温蓄熱槽７が４３０℃
、中’ＩＡ　Ｗ熱４１ヤ７′が８０℃ノＪＪ合、即ち、
高温再生器１９の方を再生器４２よりもその温Ｉ立を高
くして運転することににり倉庫１内は空気冷却器２では
一２０℃の低温が得られる。

次に第３図に示り′実施例にａ３いては、集熱器、蓄熱
槽、高温側のアレンブリーに対”する−型動用吸収式冷
凍機４、冷入り塔１４等については上１本第２図に示づ
実施例と同様であり、低湿側の吸収式冷凍機は、冷媒に
Ｒ２２、溶液どして吸収剤にテ１−ラエチレングリ］−
ル・ジメヂルＴ−デルを使用し、再生器４２、溶液熱交
換器４３、前記蒸発器２３内に設けた凝縮器、及び、吸
収器４４、フライン冷７．ＩＩ器６゜より成る。

而して、再生器４２内には加熱器４５があって、該加熱
器４５で溶液は加熱されて冷Ｗ、蒸気を発生するＪ、う
に（＼れでいる。

イし【、該加熱器４５には中流蓄熱槽７′からポンプ４
６により熱媒ライン４７．４８を介し熱が供給される。

又、再生ｚ：４２で発生した冷媒蒸気は、冷媒ライン４
つを介して魚介器内にａＱ　ｔＪられた凝縮器２３に送
給され、凝縮液化Ｊるが、この時の凝縮熱は、高温側二
重効用吸収式冷凍機４内で冷媒の水の蒸発熱に用いられ
る。

又、凝縮器２３内で一〇液冷媒は、冷媒ライン６１から
減圧器ｊンＯを通り減圧され、ブライン冷）９器６０に
流入して膨張蒸発Ｊる。

この際の蒸発熱は、ブラインポンプＧ２によりブライン
ライン５′、６′、空気冷却器２を循環するブラインか
ら奪い、ブラインを）令７Ｊ１−！ＩＩるようにされる
。

イ］ノで、この循環ブラインは、空気冷却器２で、送風
（幾３によって循環する倉庫１内の空気を冷７ｉｌｌし
、この場合もブラインの温度は氷点下になり、倉庫１内
も氷点下温度に維持できる。

一方、フライン冷却器６０内で蒸発し冷媒ライン６３を
通る冷媒蒸気と溶液ライン５１を介し減圧器５２で減圧
した溶液と合流し、気液ライン５３から吸収器４４に流
入し、溶液に吸収される。

この時の吸収熱は、高温側二重効用吸収式冷凍機４内で
水の蒸発熱になる。

冷媒蒸気を吸収した溶液は、溶液ライン６４を介し溶液
ポンプ５７により前記溶液熱交換器４３に流入して加熱
され、溶液ライン５８からＴｌｊ生器４２に流入するに
うにされる。

そして、該再生器４２内で冷媒を放出した溶液は、溶液
ライン；）９を介して溶液熱交換器４３に流入して冷却
され、溶液ライン５１を介して減圧器５２に向う。

当該実施例における冷凍システムでも前述実施例同様、
色沖１内での空気冷却器１・２にＪ：リ−２０°Ｃの低
？晶が得られる、。

尚、この発明の実施態様は上述各実施例に限られるもの
でないことは勿論であり、例えば、低温側吸収式冷凍機
の凝縮器を高温側二重効用吸収式冷凍機の蒸発器として
ブライン冷却器を使ったシステ１１にしｌこり、又、低
温側吸収式冷凍機の凝縮器と吸収器とを共に高温側二重
効用吸収式冷凍機の蒸発器と１ノて用い、空気冷却器を
冷媒の蒸発器とに使用覆る等種々の態様が採用可１１ヒ
である。

そして、高温側二重効用吸収式冷凍機の高温再生器と低
温側吸収式冷凍機の再生器とはエネルギー源として太陽
熱利用ばかりでなく、各種熱機器の排熱利用による加熱
ら可能であり、更に、燃焼ガスやスブームによる加熱も
可能である。

又、高湿側二型動用吸；１！２式冷凍機は冷媒に水ばか
りでなく、アル：１−ルを、そして、低温側吸収式冷凍
機は冷媒に）［１ンばかりで４１＜、アンモニアをら使
用可能−Ｃある等段目変更トの自由度もある。

史に、畠？ｈ１１１再イ１器への熱媒ラインに補助的に
）Ｊ１１熱装；６を設（″）る智も適宜可能である。

〈発明の効果〉 以りこの発明にｊ、れば、基本的に、水を冷媒どする二
車効用吸収式冷凍を主体として氷点下の冷風が得られる
効果がある。

而して、低温側吸収式冷凍機の凝縮器を高湿側吸収式冷
凍器の蒸発器内に設けたことにより、該低温側吸収式冷
凍機の蒸発圧ツノを低くとれることにより、氷点下の蒸
発温度が容易に低（得られ、したがって、氷点下の冷風
による冷凍が１ηられる優れた効果が秦される。

又、高温側吸収式冷凍機、低温側吸収式冷凍機とし、前
考の蒸発器内に後者の凝縮器を設りだことにより凝縮圧
力と蒸発圧力との圧力Ｘが小さくなり、このような状態
で運転できるので、リーイクル効率がよく、しかも、溶
液ポンプのｈ１圧什事もず＜　＜ｒ　＜てずみ運転上の
コストが少くて良い効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に基づく太陽熱刊用冷凍色庫用冷凍シ
ステムの１１ス略説明図、第２．３図はこの発明の実施
例の棚略説四図である。 １・・・冷凍倉庫、　２・・・空気冷却器、３・・・送
風機、　４・・・冷凍機、 ５・・・冷却塔、　６・・・高温蓄熱槽、７・・・高温
集熱器、　８．９・・・熱媒ライン、１０．１１．１２
・・・ポンプ、１３．１４・・・熱媒ライン、１５．１
６・・・冷Ｊ１１１本ライン、　１７．１８・・−熱媒
ライン、１９・・・中温集熱器、２０・・・ポンプ、２
１．２２・・・熱媒ライン、２３・・・中温蓄熱槽、２
４・・・ポンプ、２５．２Ｇ・・熱媒ライン、２７・・
・ｊ偽渇再牛器、２８・・・加熱器、２９・・・低温１
１１生器、３０・・・凝縮器、３１・・・冷媒受、３２
・・・冷媒ポンプ、３３・・・冷媒散布器　３４・・・
凝縮器〈蒸発器）、３５・・・冷媒受、３６・・・溶′
ａ敗イＩ器、３７・・・吸収器、３８・・・溶液受、３
９・・溶液ポンプ、４０・・・溶液熱交換器、４１・・
・１１１生器、４２・・・加熱器、４３・・・減圧器、
４４・・・溶液熱交換器、４５・・・減圧器、４Ｇ・・
・吸収器（蒸発器）、４７・・・溶液ポンプ、４８．４
９・・・冷媒ライン、５０　Ｘ！ｉ　１、ｊｉ２、ｊ）
３．５４、ｊＩ５・・・溶液ライン、５６．５７．５８
・・・冷媒ライン、 ５９・・・気液流ライン、 ６０．６１．６２、（邦・・・溶液ライン、６４．６５
・・・冷却水ライン、 ６６・・・ツライン冷ツク器、 ６７・・・フラインボンブ、 ６８、（ｉり・・・ｌ゛ラインライン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）高温再生器、低温再生器、凝縮器、蒸発器、吸収
   器、溶液熱交換器を備え、該高温再生器を系外熱源にＪ
   、る加熱装置に接続し、蒸発器は該系外から吸熱づ′る
   高温側二重効用吸収式冷凍機と、該高渇側丁１０効用吸
   収式冷凍機とは別に再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器、
   溶液熱交換器を備え、該再ｑ−器を系外熱源による加熱
   装置に接続し、蒸発器は該系外から吸熱する低温側吸収
   式冷凍機を有する吸収式冷凍システムにおいて、上記高
   温側二重効用吸収式冷凍機の液冷媒スプレー蒸発式の蒸
   発器内に、上記低温側吸収式冷凍機の凝縮器を設置して
   該高温側二相効用吸収式冷凍機と低温側吸収式冷凍機と
   を結合し低温側吸収式冷凍機の蒸発器で外部から吸熱１
   ノうるようにしたことを特徴とづる吸収式冷凍システム
   。 （２）上記高温側二重効用吸収式冷凍機の蒸発器内に、
   低温側吸収式冷凍機の凝縮器及び吸収器を設置したこと
   を特徴とする特許 １項記載の吸収式冷凍システム。 （３）上記低温側吸収式冷凍機の蒸発器に於ける冷媒の
   蒸発器１１度を氷点下で運転するようにしたことを特徴
   ど弓る十Ｋ［！　’ｌｉｉｒ　Ｒ’ｌ請求の範囲第１項
   記載の吸収式冷凍システム。 （／ｌ）上記１島’ｄ＋１目Ｉｌｌド−小効用吸収式冷
   凍機の高調再生器の湿度を、低温側吸収式冷凍機の再生
   器の温１αＪ；り高い湿度で運転り゛るようにしたこと
   を特徴どする特許請求の範［１１１第１項記載の吸収式
   冷凍システム。 （５）十−記畠ｉｆｌｆｌ側二重効用吸収式冷凍機の高
   温再生器及び低温側吸収式冷？ｌｆ＋　１１の再生器の
   、少くと−（’＞いづれか一方を太陽熱で加熱づるよう
   にしたこどを特徴どづる１二記特許請求の範囲第１項記
   載の吸収式冷凍システｌ１。